הנדסה גנטית רקומביננטית

מבודד את השיבוט

באופן כללי, מתבצעת שיבוט על מנת להשיג את השיבוט של גן מסוים או רצף DNA מסוים המעניין. השלב הבא לאחר השיבוט, אם כן, הוא למצוא ולבודד את השיבוט הזה בקרב חברי הספרייה האחרים. אם הספרייה מקיפה את כל הגנום של האורגניזם, איפשהו בתוך הספרייה תהיה השיבוט הרצוי. ישנן כמה דרכים למצוא אותו, תלוי בגן הספציפי הנוגע בדבר. לרוב, מקטע DNA משובט המראה הומולוגיה לגן המבוקש משמש כגישה. לדוגמה, אם כבר הועבר שיבוט גן עכבר, ניתן להשתמש בשבט זה כדי למצוא את השיבוט האנושי המקביל מספרייה גנומית אנושית. מושבות חיידקים המרכיבות ספריה מגדלות באוסף כלים של פטרי. ואז מונחת קרום נקבובי על פני כל צלחת, ותאים דבקים לקרום. התאים נשברים, ו- DNA מופרד לחוטים יחידים - כולם על הקרום. הבדיקה מופרדת גם לחוטים יחידים ומסומנת, לעיתים קרובות עם זרחן רדיואקטיבי. לאחר מכן משתמשים בפתרון של הגישה הרדיואקטיבית לרחיצת הממברנה. DNA הבדיקה החד-גדילתי ידבק רק ב- DNA של השיבוט המכיל את הגן המקביל. הממברנה מיובשת ומונחת על גבי גיליון של סרט רגיש לקרינה, ואיפשהו על הסרטים תופיע נקודה שחורה שמודיעה על נוכחותו ומיקומו של השיבוט הרצוי. לאחר מכן ניתן לאחזר את השיבוט ממנות פטרי המקוריות.

גנטיקה: טכנולוגיית DNA רקומביננטית ותגובת שרשרת הפולימראז

ההתקדמות הטכנית מילאה תפקיד חשוב בהתקדמות ההבנה הגנטית. בשנת 1970 המיקרוביולוגים האמריקאים דניאל נתנס

.

רצף DNA

ברגע ששכפול של DNA משובט, ניתן לקבוע את רצף הנוקלאוטידים שלו. רצף הנוקלאוטידים הוא רמת הידע הבסיסית ביותר של גן או גנום. זוהי התבנית המתארת ​​את ההוראות לבניית אורגניזם, ושום הבנה של תפקוד גנטי או אבולוציה לא יכולה להיות מלאה מבלי לקבל מידע זה.

שימושים

לידע ברצף פלח ה- DNA יש שימושים רבים, וכמה דוגמאות להלן. ראשית, ניתן להשתמש בו כדי למצוא גנים, קטעי DNA המקודדים לחלבון או פנוטיפ ספציפיים. אם אזור של DNA הותאם לרצף, ניתן לבדוק אותו לתכונות אופייניות של גנים. לדוגמה, מסגרות קריאה פתוחות (ORF) - רצפים ארוכים המתחילים בקודון התחל (שלושה נוקליאוטידים סמוכים; רצף הקודון מכתיב ייצור חומצת אמינו) ואינם מופרעים על ידי קודונים עצור (למעט אחד בסיומם) - מזיזים את אזור קידוד חלבון. כמו כן, גנים אנושיים צמודים לרוב לאיים המכונים איי CpG - אשכולות ציטוזין וגואנין, שניים מהנוקלאוטידים המרכיבים DNA. אם ידוע שגן עם פנוטיפ ידוע (כמו גן מחלות בבני אדם) נמצא באזור הכרומוזומלי שרצף, אז גנים שלא הוקצו באזור יהפכו למועמדים לתפקיד זה. שנית, ניתן להשוות רצפי DNA הומולוגיים של אורגניזמים שונים על מנת לשרטט מערכות יחסים אבולוציוניות הן בתוך המינים והן בין אלה. שלישית, ניתן לבחון רצף גנים באזורים פונקציונליים. על מנת לקבוע את תפקודו של גן ניתן לזהות תחומים שונים המשותפים לחלבונים בעלי תפקוד דומה. לדוגמה, רצפים של חומצות אמינו מסוימות בתוך גן נמצאים תמיד בחלבונים החוצים קרום תא; מתיחות של חומצות אמיניות כאלה נקראות תחומים טרנסממברניים. אם נמצא תחום טרנסממברני בגן בעל תפקוד לא ידוע, הוא מציע שהחלבון המקודד נמצא בקרום התא. תחומים אחרים מאפיינים חלבונים הקשורים ל- DNA. מספר מאגרי מידע ציבוריים של רצפי DNA זמינים לניתוח על ידי כל אדם מעוניין.